9 Формы и содержание текущего и итогового контроля

Текущий контроль знаний студентов осуществляется путём устного собеседования при защите контрольной работы и отчётов по лабораторным работам.

Итоговый контроль знаний, умений и навыков студентов осуществляется в седьмом семестре и защите курсовой работы в восьмом семестре.

На экзамен выносятся следующие вопросы:

1. Предмет гидравлики. Область применения гидравлики в пищевых ма­шинах и автоматах.

2. Основные физические свойства жидкости: плотность и удельный вес; текучесть и вязкость; силы и напряжения, действующие в жидкости; идеальная жидкость.

3. Кинематические характеристики движения: поток жидкости; локальная и средняя скорость; поле и профиль скоростей; поверхность тока, трубка тока, элементарная струйка жидкости; живое сечение и расход жидкости; уравнения расхода и сплошности течения; эквивалентный диаметр, субстанциональная производная.

4. Дифференциальные уравнения движения вязкой сжимаемой жидкости.

5. Уравнения движения идеальной жидкости (уравнения Эйлера).

6. Структурная связь уравнений движения и равновесия. Решение диффе­ренциальных уравнений равновесия. Основное уравнение гидростатики. Абсо­лютное, избыточное и вакуумметрическое давление.

7. Интеграл Бернулли (вывод). Энергетический смысл интеграла Бернул­ли.

8. Уравнение Бернулли для элементарной струйки реальной жидкости и потока конечных размеров.

9. Геометрический смысл уравнения Бернулли. Измерение слагаемых уравнения Бернулли (пьезометры, трубки Пито и Пито-Прандтля).

10. Примеры практического использования уравнения Бернулли (измере­ние расхода, определение скорости истечения жидкости через малое отверстие в стенке большого резервуара, определение скорости истечения жидкости из резервуара по длинной трубе с краном, определение потерь напора на различ­ных участках трубопровода, вывод формулы напора действующего насоса, вы­вод формулы допустимой высоты всасывания насоса).

11. Основы теории гидродинамического эксперимента. Гидродинамиче­ское подобие потоков. Критерии гидродинамического подобия. Их вывод и фи­зический смысл. Теоремы подобия. Критериальные уравнения и их значение.

12. Характер и виды потерь напора. Ламинарный и турбулентный режи­мы движения. Критические скорость и число Рейнольдса.

13. Ламинарный режим движения: закон параболического распределения скоростей по сечению трубы (закон Стокса); средняя скорость и ее соотноше­ние с максимальной; расход жидкости (формула Хагена-Пуазейля); гидравли­ческое сопротивление при ламинарном движении (формулы Дарси-Вейсбаха и Пуазейля); касательные напряжения; динамическая скорость и касательное на­пряжение на стенке.

14. Основные характеристики турбулентного движения. Турбулентные касательные напряжения и механизм их возникновения. Структура турбулент­ного потока. Коэффициент турбулентного переноса.

15. Полуэмпирическая теория турбулентности Прандтля. Закон распреде­ления скоростей по сечению трубы. Средняя скорость.

16. Гидравлическое сопротивление при турбулентном движении. Опыты Никурадзе. Расчетные зависимости для определения коэффициента гидравли­ческого трения в различных зонах турбулентного течения.

17. Методика определения коэффициента гидравлического трения при турбулентном режиме течения. Гидравлически гладкие и шероховатые трубы. Вывод формулы толщины вязкого подслоя.

18. Потери энергии в местных сопротивлениях. Принцип наложения по­терь. Расчет трубопроводов и гидролиний.

19. Классификация гидравлических машин, их принцип действия и назна­чение. Устройство и принцип работы насосов (консольный типа К, вихревой, пластинчатый, шестеренный, аксиально-поршневой, поршневой).

20. Основные параметры работы насосов: напор (вывод формулы напора действующего насоса и основного уравнения динамических машин Эйлера, влияние формы лопастей колеса на работу центробежного насоса); подача; по­лезная и потребляемая мощность насоса; КПД; высота всасывания насоса (вы­вод расчетной зависимости). Кавитация и кавитационный запас.

21. Характеристики насосов. Их значение и получение. Способы экспе­риментального определения параметров работы насоса и построения рабочих характеристик.

22. Насосная установка. Оборудование насосной установки. Расчет диа­метров всасывающего и напорного трубопроводов насосной установки. Работа центробежного и объемного насосов на сеть. Характеристика сети. Рабочая точка насоса.

23. Основы регулирования работы насосов на сеть. Зависимость напора, подачи и мощности центробежного насоса от скорости вращения его приводно­го вала. Законы пропорциональности. Коэффициент быстроходности.

24. Регулирование работы центробежного насоса на сеть: дросселирова­нием; перепуском; изменением частоты вращения вала рабочего колеса, обрез­кой рабочего колеса, изменением угла наклона лопастей рабочего колеса, по­следовательным и параллельным соединением.

25. Регулирование работы объемного насоса на сеть: дроссельное регули­рование; регулируемыми утечками и изменением объема рабочей камеры.

26. Общие сведения о гидроприводе. Структурные и принципиальные схемы гидроприводов.

27. Объемный гидропривод. Классификация, достоинства и недостатки. Открытые и замкнутые схемы объемного гидропривода. Состав объемного гид­ропривода.

28. Рабочая жидкость. Основные свойства и требования. Роль рабочей жидкости. Расчет температурного режима.

29. Гидродвигатели. Устройство, принцип действия и основы расчета гид­родвигателей поступательного движения. Обозначение на схемах.

30. Классификация, назначение и принцип работы гидроаппаратов. Обозначение на схемах.

31. Кондиционеры рабочей жидкости. Устройство, принцип работы и обозначение на схемах.

32. Гидроемкости. Устройство и назначение. Расчет емкости бака. Обо­значение на схемах.

33. Типовые схемы применения гидроаппаратов, гидроемкостей и конди­ционеров рабочей жидкости: обратных клапанов; гидрозамков; гидроклапанов давления; предохранительных клапанов; дросселей; регуляторов расхода; фильтров; гидроаккумуляторов.

34. Примеры практического использования объемного гидропривода в пищевых машинах и автоматах. Принципиальная гидравлическая схема и ее описание.

35. Пневмопривод. Общие сведения. Классификация пневмопривода. Принципиальная пневматическая схема. Элементы (устройства) пневмоприво­да, их устройство, назначение и условное обозначение на схемах.

В экзаменационный билет входят три вопроса и задача. Пример экзаменационного билета приводится ниже.

Воронежская государственная технологическая академия

Факультет безотрывного обучения

Кафедра процессов и аппаратов химических и пищевых производств

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ №13

по дисциплине «Гидравлика»

Вопросы.

1.Гидравлическое сопротивление при ламинарном движении (вывод формул Дарси-Вейсбаха и Пуазейля).

2. Насосная установка. Оборудование насосной установки. Работа центробежного и объёмного насосов на сеть. Характеристика сети. Рабочая точка насоса.

3. Объёмный гидропривод. Классификация, достоинства и недостатки. Открытые и замкнутые схемы объёмного гидропривода. Состав объёмного гидропривода.

Задача. Подача центробежного насоса Q=54 м³/с. Показания манометра на нагнетательном трубопроводе и вакуумметра на всасывающем соответственно равны: Р_м=2,5 МПа, Р_в=0,04 Па. Расстояние по вертикали между точками присоединения манометра и вакуумметра Δz=0,5 м, диаметры всасывающего и напорного трубопроводов одинаковы, КПД насоса η_н=0,65. Определить мощность, потребляемую насосом.

Лектор, доцент_______________________________А. В. Логинов

Заведующий кафедрой, профессор______________А. Н. Остриков